Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: wiedza i umiejętności z zakresu aerodynamiki turbin wiatrowych, hydrodynamiki turbin wodnych, zagadnień wytrzymałościowych niezbędnych przy projektowaniu tych obiektów.

Ogólne informacje o zajęciach: moduł kształcenia obejmuje zagadnienia i aerodynamiki turbin wiatrowych, hydrodynamiki turbin wodnych, współpracy turbin z generatorami, kompozycji obiektów energetyki wiatrowej i wodnej.

Materiały dydaktyczne: http://mve.energetika.cz/

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Gumuła St., Knap T., Strzelczyk P., Szczerba Z.	Energetyka Wiatrowa	Wyd. AGH; Kraków .	2006
2	Krzyżanowski Wł.	Turbiny Wodne	WNT, Warszawa.	1970

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1

Gumuła St., Knap T., Strzelczyk P., Szczerba Z.

Energetyka Wiatrowa

Wyd. AGH Kraków .

2006

Literatura do samodzielnego studiowania

1

Gumuła St., Knap T., Strzelczyk P., Szczerba Z.

Energetyka Wiatrowa

Wyd. AGH; Kraków.

2006

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: rejestracja na semestr drugi

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: wiedza z zakresu matematyki, mechaniki ogólnej i mechaniki płynów na poziomie kursu inżynierskiego

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność prowadzenia prostych obliczeń rurociągów, stosowania kryteriów podobieństwa w mechanice płynów. Obliczanie sił aero/hydrodynamicznych na postawie charakterystyk bezwymiarowych

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Umiejętność współpracy w grupie. Komunikatywność. Zrozumienie potrzeby ciągłego dokształcania się.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	znajomość i umiejętność stosowania zagadnień konstrukcyjnych elektrowni wiatrowych: w aspekcie aerodynamiki, wytrzymałości konstrukcji, współpracy z siecią. Świadomość środowiskowych aspektów oddziaływania turbin wiatrowych.	wykład, projekt indywidualny, projekt zespołowy	raport pisemny	K_W03++ K_W09++ K_U03++ K_U06++ K_U17++	P7S_UW P7S_WG
02	znajomość i umiejętność stosowania zagadnień konstrukcyjnych elektrowni wodnych: w aspekcie hydrodynamiki, wytrzymałości konstrukcji, współpracy z siecią.	wykład, projekt indywidualny	raport pisemny	K_W03+ K_U03++ K_U06++ K_U14++ K_U17+	P7S_UW P7S_WG
03	Znajomość i umiejętność stosowania podstawowych praw aero/hydrodynamiki w odnesieniu do turbin wodnych i wiatrowych.	wykład	raport pisemny	K_W03+++ K_W09+++ K_W11++ K_U03++	P7S_UW P7S_WG

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
2	TK01	Turbiny wiatrowe. Aerodynamika turbiny wiatrowej: Model Rankine’a-Froude’a przepływu przez koło wirnikowe silnika wiatrowego. Współczynniki mocy i parcia, wyróżnik szybkobieżności. Granica Betza. Zakresy stanów pracy wirnika o przepływie osiowym: wiatrak, wiatrak turbulentny, stan pierścienia wirowego, hamulec aerodynamiczny, śmigło. Modele pracy silnika wiatrowego: uproszczona teoria wirowa dla przepływu osiowego i niejednorodnego, teoria Glauerta. Współczynnik strat wierzchołkowych. Kształtowanie łopat w oparciu o twierdzenie Betza. Model linii nośnej dla wirnika wiatrowego. Osobliwości opływu łopat wirnika: przeciągnięcie dynamiczne, opóźnienie oderwania na skutek oddziaływania siły Coriolisa na warstwę przyścienną. Interferencja aerodynamiczna z wieżą. Farmy wiatrowe: Interferencja aerodynamiczna między wirnikami: model Risoe. Turbiny wiatrowe o osi pionowej: wirniki Darriusa i Savoniusa. Składniki hałasu aerodynamicznego turbin wiatrowych: hałas grubościowy, nośny, BVI	W01, W02, P01, P02	MEK01 MEK03
2	TK02	Zagadnienia konstrukcyjne: rodzaje sterowania wirnikiem, orientowanie wirnika względem wiatru, sterowanie przez przestawianie łopat, przy użyciu hamulców aerodynamicznych, odchylanie wirnika. Współpraca wirnika z generatorem,. Konstrukcja łopat, głowic i wież nośnych. Współpraca siłowni wiatrowej z siecią energetyczną. Typy generatorów stosowanych w energetyce wiatrowej.	W03	MEK01 MEK03
2	TK03	2. Turbiny wodne. Pojęcia podstawowe: spad hydrauliczny, przełyk turbiny, wyróżnik szybkobieżności. Turbiny akcyjne i reakcyjne turbina Francisa, turbina Kaplana, turbina Deriaza, turbiny lewarowe, śmigłowe, rurowe. Turbina Peltona. Banki-Michella, Gilkesa. Fizyczne zasady pracy turbin: podstawowe równanie maszyny promieniowej (równanie Eulera). Trójkąty prędkości.Kołowa palisada profili. Sprawność hydrauliczna, przepływowa i mechaniczna maszyny hydraulicznej, Palisada liniowa i kołowa. Uderzenie hydrauliczne. Kawitacja. Obliczanie wirnika turbiny Francisa. Równowaga promieniowa w maszynie osiowej. Kierownice w układach dolotowych. Rury ssawne turbin wodnych. Zagadnienie Prašila. Komory turbin: otwarte i zamknięte spiralne: stalowe i betonowe. Obliczanie wirnika turbiny Kaplana. Charakterystyki mechaniczne turbin. Napór osiowy. Dobór turbiny na podstawie wyróżnika szybkobieżności. Współpraca elektrowni ze zbiornikiem. Wydatek optymalny elektrowni: współpraca turbiny z rurociągiem ciśnieniowym. typy kompozycyjne elektrowni: przyzaporowe/przyjazowe, z derywacją kanałową, z derywacją rurociągową. Elementy konstrukcyjne elektrowni wodnej.	W04, W05, W07, P03, P04, P05	MEK01 MEK02 MEK03

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 2)		Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 4.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 2)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do prezentacji: 4.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 2)
Egzamin (sem. 2)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Z uwagi na pokrywanie się zakresu wykładu z ćwiczeniami projektowymi ocena wystawiana jest na podstawie zajęć projektowych
Projekt/Seminarium	na podstawie oceny wykonania zadań projektowych i ich prezentacji na zajęciach
Ocena końcowa	na podstawie oceny realizacji prac projektowych

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: nie